松碴上桩基施工规范采用什么钻机施工好

冲击钻机施工桩基施工方法
1.施工方法
  采用GCF型正循环钻机冲击成孔,钻头采用&十字型&,泥浆护壁,泥浆比重1.4~1.8,含砂率6%,胶体率大于95%。孔口护筒采用钢护筒,护筒壁厚6mm以上,旱地及河滩采用挖埋方式埋置,浅水区采用筑岛围堰施工,深水区设栈桥及工作平台。钻进冲程根据地层情况控制:一般地层2~3m,开孔时及溶洞钻进时0.8~1.5m。终孔后采用换浆法清孔。钢筋笼采用分节预制,节长8~10m,吊装焊接入孔。桩身砼采用&30垂直导管,拔塞法灌注水下砼。
  溶洞地层桩基施工:上覆层扩大孔径0.2m钻孔至基岩面下0.5m处,下入略大于原设计桩径0.1m的钢护筒至孔底以稳定上覆层。钢护筒采用1cm以上厚度的钢板分节卷制,节长2~4m,吊装入孔焊接。填充溶洞处理:投入片石及粘土,小冲程冲砸挤石造壁加固孔壁;未填充溶洞处理:投入袋装片石及粘土或水泥筑成岛状,然后小冲程钻孔通过。
2.施工工艺流程
  2.1 一般桩基施工工艺流程
2.2 溶洞桩基施工工艺流程
3.劳动力组织及进度指标
  3.1 劳动力组织
  钻机工班:采用三班八小时工作制;每班设班长1名,值班电工1名,汽车吊车司机2名,钻机司机2名/台,电焊工1名/台,勤杂工1名/台。灌砼工班:采用三班八小时工作制,每班设班长1名,值班电工1名,电焊工1名,拌和司机1名,普工10名。施工时根据桩身砼工程量大小安排班次并调节其他工序,同时兼职制作钢筋笼。
  3.2 进度指标
  一般地层日进尺3~6m,溶洞地层日进尺0.5~1.5m。
4.施工机具
  4.1 GCF正循环钻机:根据工程量大小及工期要求安排,一般2~4台;
  4.2 JDY350强制式拌合机:2台(其中1台备用);
  4.3 低扬程泥浆泵,每台钻机配1台;
  4.4 16t汽车吊:1台;
  4.5 电焊机:每台钻机配1台;
  4.6 卷板机:1台;
  4.7 钢筋弯曲机:1台;
  4.8 钢筋切割机:1台;
  4.9 50KVA备用发电机:1台(灌桩时备用)
5.质量控制要点
  5.1 安装钻机时,应垫平底架并保持稳定以防止钻孔中位移、沉陷;开孔时钻头中心与护筒顶面中心的偏差应小于5cm。
  5.2 钻孔应按隔孔梅花形布置开孔,以防止冲击振动使邻孔孔壁坍塌或影响邻孔已灌砼的凝固,同时,应待邻孔砼灌注并达2.5MPa以上强度后方可开钻。
  5.3 基岩面钻进时应投入适量片石及碎石,小冲程冲砸,以防出现斜孔或梅花形孔。
  5.4 钻进过程中加强钻头磨拉检查,及时补焊,同时加强孔径及深度的检查,以确保孔径深度以及嵌入基岩深度符合设计要求。
5.5 灌注桩身砼前应加强孔底沉碴厚度检测,确保柱桩不大于10cm,摩擦桩不大于30cm。同时,灌砼前还应射水(或射风)冲射孔底3~5分钟,翻动沉淀物,然后立即灌砼。
  5.6 钢筋笼分节预制吊装焊接时,相邻主筋焊接点应错开0.5m以上,同时保持其顺直,其垂直度应小于1%倍孔深。入孔后,应将其牢固定位,防止灌砼时掉笼或浮笼。
  5.7 严格按配合比拌砼,确保砼的和易性。灌注时,应确保导管底埋入深度不小于1m,不大于5m,及时提管和拆管,防止断桩事故发生。
6.安全及环保措施
  6.1 安全措施
   6.1.1 钻机就位前应采用钢轨、方木搭设钻机平台,防止意外坍孔时钻机及人员的安全。
   6.1.2 按操作规程操作,加强操作控制检查,加强钻头磨耗及钢丝绳断丝的检查及处理,防止操作不当引起钻孔事故。
   6.1.3 溶洞的处理必须小心谨慎,先弄清溶洞情况后坚持分类处理,并采取必要的措施,切忌盲目冒进。
   6.1.4 钻孔中应加强测量,同时根据钢丝绳松紧、孔底钻声、浮碴等判断核对实际地质,以防止卡钻、坍孔等事故发生。
  6.2 环保措施
   6.2.1 严格遵守国家及当地有关环保的法律、法规及制度。
   6.2.2 施工中产生的废泥浆严禁向下水道或河流直接排放,必须经过沉淀处理后运至弃碴场。
   6.2.3 施工中产生的各种杂物必须在工完后进行清理,做到工完料清场地净,避免污染环境。
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钻孔灌筑桩是桩基础应用最广泛的一种,无论是铁路或公路桥梁,钻孔灌筑桩都占有相当大的比例。钻孔桩在钻孔、清孔、吊放钢筋笼、灌筑混凝土这四个工序中,无论哪个环节出问题,都可能前功尽弃,甚至导致报废桩。因而在这些工序中预防和处理一些问题就显得十分重要。
当地基的弱土层较厚(一般指4米以上),建筑物的荷载较大,采用浅埋基础不能满足强度和变形限制要求,做人工地基又没有条件或不经济时,常常采用桩基础,钻孔灌注桩基因其造价低、节省等优点,被广泛采用。
钻孔灌注桩由于对各种地质条件的适应性、施工简单易操作且设备投入一般不是很大,因此在各类桥梁及民用建筑中都得到了广泛的应用。钻孔灌注桩的施工大部分是在水下进行的,其施工过程无法观察,成桩后也不能进行开挖验收。施工中的任何一个环节出现问题,都将直接影响整个工程的质量和进度,甚至给投资者造成巨大经济损失和不良社会影响。必须防治在钻孔过程中及水下混凝土灌注过程中经常出现的施工质量问题,保质、保量地完成桩基施工任务。
现结合我在此桩基础水下灌注混凝土的施工体会,谈几点粗浅的质量控制方法。
1.1施工前的准备工作
施工前的准备工作主要包括桩位放样,整理平整场地,布设施工便道,设置供电及供水系统,制作和埋设护筒,制作钻孔架,泥浆的制备和准备钻孔机具等。
1.2一般钻孔灌注桩的施工工艺流程
测定桩位→埋设护筒→桩机就位→钻孔(设泥浆池制备泥浆、泥浆循环清渣)→清孔→安放钢筋骨架→灌筑水下混凝土
1.3施工工艺流程
1.3.1钻孔定位
根据全护筒钻机尺寸要求及考虑桩体变形和施工误差,外放后的桩位作为钻孔桩护筒中线。护筒采用一般C20 钢筋混凝土结构。M 1500 钻机有自动调平系统,MZ 2 钻机要人工配合调平,移动调平支稳钻机后,使桩机钻头准确对准桩位中心。钻机对位后,吊安第一节护筒, 护筒中心与桩中心偏差小于2 cm , 控制护筒安放的垂直度,采用2 个测斜仪附贴在护筒外壁的两垂直方向进行校核,并通过相互垂直的2 台全站仪复核后,方可下压护筒,成孔全过程由2 台全站仪监控,发现倾斜及时纠正。
1.3.2钻孔工艺
2.3.2-1冲击钻钻孔工艺
  A.开钻前应注意的事项
  开钻前,在护筒内多加一些粘土。地表土层松疏时,还要混和加入一定数量的小片石,然后注入泥浆和清水,借助钻头的冲击把泥膏、石块挤向孔壁,以加固护筒角。为防止冲击振动使邻孔坍塌或影响邻孔已灌注砼的凝固,必须等邻孔砼灌注完毕并达到一定的强度后方可开始钻孔。
  冲击钻孔时宜用小冲程,当孔底在护筒脚下3-4m后,可根据实际情况适当加大冲程。
  在钻孔桩上部淤泥段,考虑采用冲抓钻:一方面可防止坍孔,另一方面可以适当加快施工进度。
  B.钻机安装处事先整平夯实,以免在钻孔过程中钻机发生倾斜和下陷而影响成孔的质量。
  钻机必须固定牢固,严禁在钻孔过程中钻机移位。钻孔时,随时察看钢丝绳的回弹情况,耳听钻锥的冲击声,以判别孔底情况,掌握勤松动,少量松绳的原则;孔内水泥浆水平面须高出护筒脚至少0.5m以上,以免泥浆面荡漾损坏护筒脚孔壁,但比护筒顶面低0.3m,防止泥浆溢出;冲击过程中勤抽碴,勤检查钢丝绳和钻头的磨损情况,预防安全质量事故的发生。
  C.抽碴时应注意的几个问题
  (1)及时向孔内补浆或补水,如向孔内投放粘土自行造浆,在抽碴后随着冲击投放粘土,不宜一次倒进很多,防止粘结。
  (2)抽碴筒放到孔底后,要在孔底上、下提放几次,使用权其多进些钻碴,然后提出。
  (3)钻头刃口在钻井中不断磨损,直径磨耗不得超过1.5cm,每班开钻前检查钻头直径、及时补焊,不宜中途修补,以免卡钻。准备备用钻头,轮换使用和修补。
  1.3.2-2回转钻钻孔工艺
  A.初钻
  先启动泥浆泵和转盘,使之空转一段时间,待泥浆输进一定数量后,方可开始钻进。接、卸钻杆的动作要迅速、安全,争取在尽快时间内完成,以免停钻时间过长,增加孔底沉淀。
  B.钻进时操作要点
  a.开始钻进时,进尺应适当控制,在护筒刃脚处,应低档慢速钻进,使刃脚处有坚固的泥皮护壁。钻至刃脚下1m后,可按土质以正常速度钻进。如护筒土质松软发现漏浆时,可提起钻锥,向孔中倒入粘土,再放下钻锥倒转,使胶泥挤入孔壁堵住漏浆孔隙,稳住泥浆继续钻进。
  b.在粘土中钻进,由于泥浆粘性大,钻锥所受阻力也大,易糊钻。易选用尖底钻锥、中等转速、大泵量、稀泥浆钻进。
  c.在砂土或软土层钻进时,易坍空孔。易选用平底钻锥,控制进尺,轻压,低档慢速,大泵量,稠泥浆钻进。
  d.在轻亚粘土或亚粘土夹卵、砾石层中钻进时,因土层太硬,会引起钻锥跳动和钻杆摆动加大及钻锥偏斜等现象,易使钻机超负荷损坏。宜采用低档慢速,优质泥浆,大泵量,两级钻进的方法钻进。
  e.钻进过程中,每进尺2~3m,应检查钻孔直径和竖直度,检查工具可用圆钢筋笼(外径D等于设计桩径,高度3~5m)吊入孔内,使钢筋笼中心与钻孔中心重合,如上下各处均无挂阻,则说明钻孔直径和竖直度符合要求。
1.3.2-3检测孔深、倾斜度、直径和清孔
  钻孔完成后,必须检测孔深、直径和倾斜度,其中孔径和孔深须达到设计要求,倾斜度不得大于1%.清孔就是在吊放钢筋笼之前,对孔内的石碴、泥浆进行必要的清理,做到孔内含泥量、含碴量和孔底沉渣符合设计及图纸要求。
  1.3.2-4泥浆排放
对钻孔、清孔、灌注砼过程中排出的泥浆,根据现场情况引入到适当地点进行处理,以防止对河流及周围环境的污染。
1.3.3钢筋定位
在钢筋笼外侧加焊定位耳形钢筋,一是利于定位, 另保证保护层厚度,减小钢筋笼与护筒内壁的摩擦阻力,有效控制钢筋笼上浮;主筋采用机械连接或闪光对焊,加强圆形箍筋焊接质量,提高钢筋笼加工制作的工艺水平;起吊钢筋笼时,采用3 点同时起吊,防止钢筋笼扭转变形;钢筋笼吊放至设计高程后,采用悬吊钢筋焊接固定在孔口型钢上,起拔护筒时断开;桩底由于抓斗作业扰动,砾质粘性土易遇水软化,在护筒入土深度达到设计高程后,清除孔底虚土及沉渣,投放20~30 cm 厚碎石,有效防止钢筋笼下沉;在钢筋笼底部焊接抗浮钢板,减少混凝土灌筑过程中钢筋笼上浮;成孔后护筒随混凝土灌筑逐段起拔,采用多转动(护筒) 慢拔, 杜绝一个方向转动护筒,保证护筒起拔中顺直,严禁强行起拔;根据全护筒钻机操作规程要求,设计钢筋笼外径与护筒内径间距4 cm 过小,易造成护筒起拔时,钢筋笼上移偏位,实际操作中经设计认可后,适当调整钢筋笼半径尺寸和箍筋间距。
1.3.4水下混凝土灌筑
钻孔咬合桩混凝土施工采用水下混凝土灌筑工艺。导管采用壁厚3 mm , 直径&150 mm的无缝钢管制作, 每节长度2 m ,2 节之间用双螺纹丝扣连接,导管使用前试拼试压,水压力0. 6 ~ 1. 0 MPa , 导管底部距孔底0. 3 ~ 0. 5 m 。首批混凝土必须一次性埋设导管0. 8 ~ 1. 0 m , 约3. 0 m3 。在开始灌筑混凝土时灌筑速度不宜过快,否则易使钢筋笼上浮。灌筑过程中随着混凝土的上升,适时提升和拆卸导管,导管底端埋入混凝土面以下2 ~ 4 m , 并不得小于1 m , 以免导管埋置过深,造成拔不起管,使钢筋笼上浮;埋深过浅易将导管拔出混凝土面,造成断桩。提升导管时避免碰撞钢筋笼,当混凝土埋置钢筋笼3 ~4 m 时,方可提升导管,以防钢筋笼上浮。为保证桩头质量,最后进行混凝土灌筑时应超灌50 cm , 多余桩头在冠梁施工前凿除。水下混凝土灌筑应连续进行, 不得中断, 一旦发生机具故障、停电、导管堵塞、进水等事故, 应立即采取有效措施, 保证成桩质量, 同时做好记录。
1.4容易出现的问题及预防处理措施
1.4.1钻孔容易出现的问题
2.4.1-1中心偏位
1、中心偏位的原因
一般钻孔时中心都有不同程度的偏位,但超过5cm范围,将影响钢筋笼的吊放和桩的承载力,造成这种偏位过大的原因有:
(1)测量放线有误。
(2)钻机移位。长时间的冲击振动,有可能造成钻机移位。
(3)钻头刚接触到的地质岩层倾斜,造成钻头冲击力不均匀,向地势较低的岩层方向打滑。
2、预防处理措施
(1)施工前应精确测定桩位中心点,并加以复核,确信数据、桩点无误后再开始施工,这种原因应尽力避免。
(2)埋设护筒时,原桩位点即被破坏,但埋好护筒后应再次用经纬仪在护筒口用油漆打上骑马桩点、钻机将钻头提离桩底,对比垂直的钢丝绳和骑马桩中心点重合情况,相应地调整钻机位置。
(3)如是地质问题造成中心偏位,可抛片石回填至钢丝绳刚偏离护筒中心位置处以上1.5米-2.0米的高度,然后重新打孔。若发现还有偏移趋势,可反向于偏离方向沿护筒直径固定一木桩,强迫钢丝绳移向中心。
1.4.1-2塌孔
1、塌孔的主要原因有:护筒埋设方法不当;护筒内水位低于地下水位或河中水位;钻孔初期采用大冲程。
2、预防和处理措施:护筒的埋设应根据所处地质条件而定:
a.护筒埋设时顶面应离出岛面或原地面0.3左右,护筒底部在岸滩上,砂性土不少于2m,粘性土不少于1m,当地表为淤泥等松软土层,应穿过淤泥将筒底设置在较密实的土层中至少0.5m;
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钻孔灌注桩施工中要注意哪些方面?
准备阶段(1)施工人员对施工地点地质情况、桩位、桩径、桩长、标高等了解清楚。(2)桩位放样。测量人员将4根直径400mm的钢管打入强风化层作为定位桩。(3)将吊装工字钢焊接的钢围堰导向桩与定位桩分层联结固定,确保导向框位置准确。(4)插打钢护筒。钢护筒壁厚12mm,根据各墩不同地质情况决定护筒长度,护筒下沉深度穿过覆盖层。(5)插打钢板桩围堰。采用拉伸——Ⅲ型钢板桩沿导向框排列。用Dz-60Y型振动锤振动下沉,直至穿过覆盖层为止。钻孔阶段(1)安设钻机,使钻杆中心重合,其水平位移及倾斜度误差按规范要求调整。(2)用冲击钻钻孔时,应待相邻孔位上已灌注好的混凝土凝固并已达到一定强度时,才能开钻。(3)钻孔过程采用正循环回转钻进施工技术,在黏土层,适当少投泥土,靠钻进自行造浆,在砂土层则加大泥浆浓度固壁。钻进速度始终和泥浆排出量相适应。(4)孔内始终保持0.2kg/cm2的静水压力,护筒内水位始终高于水库水位,遇松散地层时,适当增大泥浆相对密度和稠度,尽量减轻冲液对孔壁的影响,同时降低转速和钻压以满足施工质量控制要求。(5)钻进过程严禁孔内掉进钻头、钻杆及其他异物,经常检查钻头的磨损情况。(6)钻进过程随时留取渣样,每米不少于1组,在离设计标高1.0~1.5m范围内,每30cm留1组,每根桩渣样不少于3组。清孔阶段(1)清孔是钻孔桩施工中保证成桩质量的重要一环。通过清孔尽可能使沉渣全部清除,使混凝土与基岩接合完好,以提高桩底承载力。(2)终孔后,将钻头提至距孔底的0.2-O.3m处,使之空转,然后将残存在孔底的钻渣吸出;必要时投入适量纯碱以提高泥浆比重和胶结能力,使沉渣排出孔外。(3)当钢筋笼下沉固定后,再次复检孔深和沉渣厚度等。若沉渣超标,可用导管中附属的风管再次清孔,直至全部符合设计要求和工艺标准。(4)清孔结束前,将泥浆比重调整到规定范围,以保证水下混凝土的顺利灌注,同时保证成桩质量。钢筋笼的制作及安装注意事项(1)钢筋笼制作时,主筋连接,桩身纵向受力钢筋的接头应设置在桩身受力较小处;接头位置宜相互错开,且在35d的同一接头连接区段范围内钢筋接头不得超过钢筋数量的50%;主筋与箍筋应点焊。(2)钢筋笼应整体吊装,吊装时不得碰损孔壁。钢筋笼吊放前,必须清除槽底沉渣,孔底沉渣厚度≤200mm。钢筋笼吊放到设计位置时,应检测其水平位置和高程是否达到设计要求,检测合格后应立即固定钢筋笼,钢筋笼入孔后至浇筑混凝土完毕的时间不超过4小时。(3)钢筋笼在制作、运输、吊装过程中应采用有效措施防止钢筋笼变形。(4)在钢筋笼上有预埋钢筋处应采用聚乙烯泡沫板覆盖预埋件,以便于需要时凿出预埋件。灌注混凝土注意事项(1)砼坍落度18~22cm、粗骨料粒径小于40mm。(2)混凝土灌注在二次清孔结束后30分钟内立即进行。(3)采用Φ250法兰式导管自流式灌注混凝土。导管联结要平直,密封可靠;导管下口距孔底30cm~50cm为宜。(4)首盘浇筑:初灌量必须保证导管底部埋入混凝土中80cm以上,且连续灌注。(5)正常灌注混凝土时,导管底部埋于砼中深度宜为2~6m之间。(6)一次拆卸导管不得超过6m,每次拆卸导管前均要测量砼面高度,计算出导管埋深,然后拆卸。不要盲目提升、拆卸导管,导管最小埋深2.0m。
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